DE1558249B1

DE1558249B1 - Verfahren zum Giessen eines zur Herstellung von Lagerauskleidungen bestimmten Streifens aus einer bleihaltigen Legierung auf Aluminiumbasis

Info

Publication number: DE1558249B1
Application number: DE19671558249
Authority: DE
Inventors: Miller Mark Frederick; Webbere Fred John
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1966-03-16
Filing date: 1967-03-03
Publication date: 1970-09-24
Also published as: US3410331A; GB1133426A

Description

1 2

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen durch Einstellung der Kühlbedingungen sehr zuvereines zur Herstellung von Lagerauskleidungen be- lässig steuern, so daß ein über die gesamte Streifenstimmten Streifens aus einer bleihaltigen Legierung länge gleichmäßiges Produkt erreicht wird, auf Aluminiumbasis, bei dem ein größerer Alumi- Die Erfindung wird im folgenden im einzelnen

niumanteil und ein kleinerer Bleianteil zusammen mit 5 an Hand der Zeichnung erläutert, weiteren üblichen Legierungsbestandteilen zu einer F i g. 1 zeigt einen Teil eines Aluminium-Bleigeschmolzenen und im wesentlichen homogenen Lö- Schaubildes, das bis 16 Gewichtsprozent Blei reicht; sung erhitzt und gemischt wird und die Lösung unter F i g. 2 ist eine schematische Darstellung einer

Bedingungen vergossen wird, bei denen sich das Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsge-Blei im Bereich der einen Oberfläche des gegossenen io mäßen Verfahrens;

Streifens anreichert. . F i g. 3 zeigt eine Röntgenaufnahme sowie zwei

Bei einem bekannten Verfahren der genannten Mikrofotografien, die die Verteilung von Blei in Art wird die geschmolzene Lösung in eine zylindri- einem Gußteil auf Aluminiumbasis zeigen, das gesche Schleudergußform gegossen, die vorgeheizt ist. maß der Erfindung hergestellt ist; Die Temperatur der Lösung, der Form und die durch 15 F i g. 4 entspricht der F i g. 3 und zeigt die Bleidie Drehung der Form erfolgte Zentrifugalkraft wer- verteilung in einem Gußteil mit anderer Zusammen=· den dabei so aufeinander abgestimmt, daß eine An- setzung.

reicherung des Bleis in der außenliegenden Schicht Durch die Verfahren gemäß der Erfindung läßt

erzielt wird. Zur Beschleunigung der Kühlung wird sich eine Vielzahl von Aluminiumlegierungen mit innen oder außen Wasser aufgesprüht oder die Küh- 20 Bleizusatz herstellen. Es können Legierungen mit lung mit einer erzwungenen Luftströmung bewirkt.. bis zu 15 Gewichtsprozent Blei hergestellt werden.

Dieses, bekannte Verfahren arbeitet zwangläufig Im allgemeinen sind jedoch mittlere Bleigehalte von ~ diskontinuierlich. Darüber hinaus muß vor jedem 10 Gewichtsprozent und weniger für gute Lager- ^ neuen Guß die Form wieder auf die Vorheiztem-. eigenschaften ausreichend. Das gilt insbesondere dann, peratur erwärmt werden. Weiter bereitet es Schwie- 25 wenn andere günstige Legierungsbestandteile vorrigkeiten, eine gewünschte Verteilung der Legierungs- gesehen sind.

bestandteile über die Dicke genau einzustellen, und Es kann z. B. Silizium zugesetzt werden, um den

schließlich ist als Nachteil anzusehen, daß die beim Bleigehalt etwas zu verringern, der zum Erzielen fertigen Lager außenliegende Oberfläche bei den im einer gegen Fressen widerstandsfähigen Oberfläche Schleuderguß hergestellten Ringen innen liegt. Zur 30 erforderlich ist. Es können bis zu 5 oder 6 Gewichts-Herstellung der Lagerelemente müssen die gegossenen prozent zugesetzt werden, ohne daß die Gießfähigkeit. Ringe daher in entgegengesetzter Richtung gebogen der Legierung ungünstig beeinflußt wird. In dieser werden. Hinsicht ist auch Cadmium von Vorteil, das im all-

Dieses bekannte Verfahren ist in der britischen gemeinen bis zu 4 Gewichtsprozent zugesetzt wird. Patentschrift 674 903 beschrieben, die im übrigen 35 Zinn in Mengen von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent wird Lager betrifft, bei denen die Aluminiumschicht bereits den Aluminium-Blei-Legierungen häufig zugesetzt, als hartes Stützlager dient. Bei modernen Lagern dient um die Bleikorrosion zu verringern. V10 bis 5 Gedie Aluminiumschicht als Plattierung einer stählernen wichtsprozent Kupfer, Silber, Magnesium, Mangan, Stützschale. Um beim Walzplattieren einen guten Nickel und/oder Chrom werden zweckmäßigerweise Verbund zu erhalten, darf die mit der Stahloberfläche 40 zum Verbessern der Festigkeit und der Härte der zu verbindende Oberfläche des Aluminiumstreifens Legierung zugesetzt. Der Aufbau des Lagermaterials nur einen sehr geringen Bleianteil enthalten. sieht vorzugsweise so aus, daß eine Dispersion von

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren, mit dem feinen Bleiteilchen in einem vorbestimmten Muster als Lagerwerkstoffe geeignete Legierungen auf Alu- über die aluminiumreiche Phase verteilt ist. Eventuell Λ miniumbasis mit Bleianteil in der Massenproduktion 45 zugesetztes Zinn bleibt im Blei oder wandert zum ™ hergestellt werden können. Gleichzeitig soll der mit Blei hin und fördert dadurch die Korrosionsbeständiesem Verfahren hergestellte Lagerwerkstoff sich digkeit. Das Cadmium neigt ebenfalls dazu, sich im ohne Schwierigkeiten mit der Stahlunterlage verbin- Blei anzusammeln. Wenn auch derartige Aluminiumden lassen. Blei-Legierungen insbesondere für Präzisionseinsatz-

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch 50 lager benutzt werden, wo sie mit einer Stahlunterlage gelöst, daß die geschmolzene Metallösung konti- verbunden werden, ist die vorliegende Erfindung nuierlich in horizontaler Richtung durch eine mit doch nicht auf die Herstellung dieser Produkte beKühlmitteln versehene festliegende Form geleitet schränkt.

wird und daß die Kühlbedingungen derart gewählt Aluminiumlegierungen mit beträchtlichem Bleiwerden, daß sich im geschmolzenen Aluminium 55 gehalt lassen sich nicht leicht »herstellen, wie sich aus kleine Tröpfchen geschmolzenen Bleis ausbilden, dem Phasendiagramm von Aluminium und Blei, die bis zu einer die Bewegung der Tröpfchen ver- welches in F i g. 1 dargestellt ist, sowie aus den unhindernden Verfestigung der aluminiumreichen Phase terschiedlichen spezifischen Gewichten der beiden nach unten wandern, so daß nach beendeter Erstarrung Metalle ergibt. Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, ist das Blei als gesonderte Phase über das gesamte Alu- 60 es bei einer Bleikonzentration oberhalb etwa 1,5 Geminiumgefüge in der Weise verteilt ist, daß der Blei- wichtsprozent nicht möglich, bei der Schmelztemgehalt im gegossenen Streifen von oben nach unten peratur von α-Aluminium eine einzige flüssige Phase zunimmt. zu bilden. Daher zeigen die Phasen des geschmolzenen

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Bleis und des Aluminiums das Bestreben, sich volldie Streifen kontinuierlich mit großen Längen her-" 65 kommen voneinander zu trennen, bevor eine Temstellen. Darüber hinaus läßt sich die Entmischung peratur erreicht ist, bei welcher gegenseitige Löslichder Lösung dergestalt, daß das Blei während des keit vorliegt. Falls große Materialmengen vorliegen, Durchlaufens durch die Form nach unten wandert, ist es daher schwierig, durch eine mechanische

Rührung' eine homogene Mischung aufrechtzuerhalten.

Zum Vorbereiten des Verfahrens gemäß der Erfindung wird das Material im geschmolzenen Zustand vorzugsweise dadurch gemischt, daß es einem induktiven elektromagnetischen Feld mit einer geeigneten Frequenz ausgesetzt wird. Diese Art des Mischens hat sich zum Verhindern einer vorzeitigen Trennung der geschmolzenen Blei- und Aluminiumphasen als

des besonderen Gusses und der Formausbildung festgelegt werden. Die obigen Ausführungen betreffen ein Aluminium-Blei-System; der Zusatz kleiner Mengen von anderen Bestandteilen, wie sie oben angegeben wurden, ändert die erläuterten Phänomene nur unwesentlich.

Ein wichtiges Anwendungsgebiet für das Verfahren gemäß der Erfindung ist das Gießen von Blei-Aluminium-Legierungen zum Herstellen von Lagern.

außerordentlich nützlich erwiesen. Das Schmelzen io Dabei sollte vorzugsweise eine bleireiche Lageroberund Mischen kann leicht und gleichzeitig in einem fläche und eine bleiarme Fläche vorhanden sein, die Induktionsofen vorgenommen werden. Unter dem dann mit einer Stahlunterlage verbunden wird. Im Einfluß des hochfrequenten Wechselstroms werden Hinblick auf diese Anwendung ist es von besonderem die beiden Phasen sorgfältig und vollständig gemischt, Interesse, eine Lagerfläche zu erhalten, bei der der so daß bei einem Aufheizen auf die Temperatur, bei 15 Bleigehalt beträchtlich größer ist als der durchschnittder für eine gegebene Zusammensetzung gegenseitige liehe Bleigehalt der Legierung, während in der anderen Löslichkeit gegeben ist, leicht eine vollkommene Lösung erhalten wird. Der Unterschied zwischen den
Zusammensetzungen einer Legierung, die. durch
Schmelzen mittels Induktion erhalten wird, und 20 men Seite des Gußteils bis auf 1,5 Gewichtsprozent einer Legierung, die in anderer Weise geschmolzen verringert werden. Es ist weiterhin von Vorteil, daß und dann heftig mechanisch gerührt wird, ist außerordentlich deutlich. Bei der Induktionsheizung und
dem dadurch erfolgenden Durchrühren gibt die Zusammensetzung der Schmelze genau die Mengen der 25 terials in den Eigenschaften ergibt. Da die Lagerzugegebenen Ausgangsmaterialien wieder. Dagegen flächen im allgemeinen verhältnismäßig dünn sind, findet man trotz sehr heftigen Rührens bei Konvek- sollte die Legierung vorzugsweise als relativ dünnes tionsheizung häufig eine starke Änderung im Blei- Teil, als Streifen oder in Bandform gegossen werden, gehalt des geschmolzenen Aluminiums relativ zur Vorzugsweise wird beim Gießen von Lagerlegierungen anfänglich zugegebenen Bleimenge. Normalerweise 30 die Dicke des Gußteils auf etwa 25 mm begrenzt, nimmt diese Änderung mit zunehmender Menge der
Schmelze ebenfalls zu. Dieser Faktor hat bisher die
Herstellung solcher Legierungen im größeren Maßstab verhindert.

Beim Gießen der geschmolzenen Legierung sind 35 oder beeinflussen. Diese Faktoren hängen alle mit gewisse Schritte von besonderer Bedeutung, um das der Abkühlgeschwindigkeit und der aufgebrachten gewünschte Produkt zu erhalten. Die Abkühlgeschwindigkeit sollte genau gesteuert werden, um ein Gußteil
zu erhalten, in dem das Blei in Form feiner, diskreter

Oberfläche der Bleigehalt wesentlich geringer ist als der durchschnittliche Bleigehalt der Legierung. Bei einigen Ausführungsformen kann der Bleigehalt der bleiar-

die Änderung des Bleigehalts mehr oder weniger allmählich und gleichmäßig erfolgt, so daß sich keine plötzliche Änderung über den Querschnitt des Ma-

Bevor einige spezielle Beispiele erläutert werden, sollen noch einige allgemeine Ausführungen über die Faktoren gemacht werden, die die Art des Gradienten des Bleigehalts, der sich beim Gießen einstellt, steuern

Kraft zusammen. Im allgemeinen kann gesagt werden, daß bei kleinerer Kraft und bei größerer Abkühlgeschwindigkeit der erhaltene Gradient des Blei-

Teilchen derart verteilt ist, daß die Bleikonzentration 4° gehalts von der einen Oberfläche bis zur anderen

stetig über die Dicke des Gußteils von einem Mindestwert an einer Oberfläche bis zu einem Maximalwert an oder in der Nähe der entgegengesetzten Oberfläche zunimmt. Dieser Konzentrationsgradient wird da-

Oberfläche kleiner wird. Andererseits wird, je größer die Kraft und je geringer die Abkühlgeschwindigkeit, der Gradient im Bleigehalt über die Dicke des Gußteils um so größer. Weiterhin besitzt auch die Gieß-

durch erhalten, daß das Metall einer Kraft in der ge- 45 temperatur der geschmolzenen Legierung einen Ein

wünschten Richtung des Gradienten ausgesetzt wird, und zwar zur gleichen Zeit, in der das geschmolzene Metall zum Erstarren abgekühlt wird. Wie sich aus dem in F i g. 1 dargestellten Phasenfluß auf den Gradienten des Bleigehalts. Vorzugsweise wird das Metall mit einer Temperatur vergossen, die um etwa 55° C über der niedrigsten Temperatur liegt, bei der gegenseitige Löslichkeit vorliegt. Dieser Wert

diagramm ferner ergibt, ist es bei einem Bleigehalt 5° läßt sich für eine gegebene Blei-Aluminium-Verbin-

von mehr als 1,52 Gewichtsprozent praktisch unmöglich, an irgendeiner Stelle eines Gußteiles eine Bleikonzentration von weniger als 1,5% zu erzielen, und zwar unabhängig davon, daß α-Aluminium

dung aus F i g. 1 entnehmen. Selbstverständlich kann die Temperatur durch die Anwesenheit von anderen Legierungsbestandteilen etwas geändert werden. Von besonderer Wichtigkeit ist in dieser Phase des Ver

maximal etwa 0,2% Blei in fester Lösung enthält, 55 fahrens die Temperatur der Form. Die Anfangs-

da ausgehend von der zunächst einheitlichen flüssigen Phase L₁ zunächst eine Trennung von geschmolzenem Blei L₂ und aluminiumreicher Phase L₁ beginnt und bei Unterschreitung der Temperatur von 659° C das

Blei in dem Aluminium sofort nach der Trennung 60 bleibt, wodurch andererseits wieder das Ausscheiden

eingeschlossen wird. des Bleis begrenzt wird.

Wenn der Temperaturbereich des Zweikomponentengemisches L₁ und L₂ dagegen ausreichend lange beibehalten wird, so kann infolge der Schwerkraft eine Trennung der beiden flüssigen Phasen erfolgen.

temperatur der Form bestimmt zusammen mit zusätzlichen Kühleinrichtungen, mit denen die auf die Form übertragene Wärme abgeleitet wird, die Zeitdauer, während der die Aluminiumphase noch flüssig

Die. Herstellung von Aluminiumlagerlegierungen mit hohem Bleigehalt soll durch die folgenden Beispiele im einzelnen veranschaulicht werden.

Die gewünschte Kühlgeschwindigkeit bei einem Verfahren gemäß der Erfindung liegt zwischen diesen beiden Extremen und muß unter Berücksichtigung

Beispiel I

Es werden 20,4 kg einer Legierung, die aus 3,8 Gewichtsprozent Silizium, 0,45% Zinn, 6,0% Blei, 1,1%

Cadmium, 0,25% Mangan und als Rest im wesentlichen vollständig aus Aluminium besteht, dadurch hergestellt, daß zunächst das Aluminium und sämtliche anderen Bestandteile mit Ausnahme des Bleis in einem Induktionsofen geschmolzen werden. Dann wird bei weiterer Aufheizung Blei hinzugefügt, bis eine vollständige Lösung erhalten wird. Dabei wird ein Ton-Graphit-Schmelztiegel zusammen mit einer 100-kW-, 3000-Hz-Stromquelle benutzt. Das Blei der Bleigehalt nur wenig über dem Mindestwert, der mit einem Gießverfahren dieser Art erhalten werden kann. Der Prozentgehalt an Blei im Unteren Teil des Streifens, insbesondere im unteren Drittel, liegt beträchtlich über dem mittleren Bleigehalt der Legierung. Eine Analyse des Materials mit einer Elektronensonde zeigte, daß sowohl Zinn als auch Cadmium die Neigung zeigen, sich im Blei anzusammeln. In gewisser Weise zeigt sich diese auch in der Cadmiumanalyse,

wird erst, dann hinzugegeben, wenn die Aluminium- io bei der die Cadmiumkonzentration im unteren Teil

Schmelztemperatur' 678° C überschritten hat. Wie oben bereits erwähnt, wird die bleihaltige Schmelze dann auf eine Temperatur überhitzt, die etwa 55° C oberhalb der oberen Grenze des biflüssigen Bereichs des Streifens leicht zunimmt. Das Vorhandensein von Zinn und Cadmium im Blei verbessert den Widerstand der Lagerfläche gegen Fressen, wobei das Zinn zusätzlich noch dazu beiträgt, die Bleikorrosion zu

hegt Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, beträgt diese 15 verringern. Beim Silizium- und beim Mangangehalt

Temperatur bei 6% Blei etwa 900⁰C. Im vorliegen- stellte sich heraus, daß sich der Gehalt über den

den Beispiel wurde die Schmelze auf 925°C aufge- Querschnitt des Streifens nicht wesentlich ändert,

heizt. Dieses Überhitzen ist deshalb erforderlich, weil Die chemische Analyse zeigt weiterhin, daß der Guß

sonst beim Eintritt in die Form die Bleiphase L₂ noch einen kurzen Zeitraum weitergeht, bevor die

sich vorzeitig vom geschmolzenen Aluminium trennt. 20 Temperatur der Form sich auf den Wert einstellt, bei

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, kann ein Induktions- dem die Konzentrationen der verschiedenen Kompo-

schmelz- oder Wärmofen integral mit einer Gieß- nenten sich an den verschiedenen Stellen stabilisieren,

form verbunden sein. Eine solche Einrichtung wurde Es ist anzunehmen, daß bei diesem kontinuierlichen

für das obige Beispiel verwendet. Mit diesem Gieß- Gießverfahren bei langer werdendem Streifen der

verfahren kann ein Streifen aus einer Blei-Aluminium- 25 Gradient des: Bleigehalts um so stabiler und reprodu-

Legierung kontinuierlich hergestellt werden. Die Länge dieses Streifens ist allein durch die Menge des geschmolzenen Metalls begrenzt. Die flüssige Legierung auf Aluminiumgrundlage mit Bleigehalt wurde in zierbarer wird.

Neben der chemischen Analyse läßt Fig. 3 ebenfalls erkennen, wie die Bleiteilchen über den gegossenen Streifen verteilt und angeordnet sind. In

einem Induktionsofen 10 entsprechend dem oben ge- 30 Fig. 3 bezeichnet 24 eine Röntgenaufnahme des

schilderten Verfahren hergestellt. Wenn man eine im wesentlichen homogene Schmelze erhalten hat, laßt man das Material durcn die Schwerkraft durch .eine öffnung 12 in einer Seite des Ofens austreten und durch eine horizontal liegende, wassergekühlte Form 14 hindurchtreten. Im vorliegenden Beispiel wurde ein Streifen mit einer Dicke von 9,5 mm, einer Breite von 133 mm und einer Länge von 5,58 m hergestellt. Die Form 14 weist ein ebenes, horizontal liegendes; Querschnitts. Die dunklen Bereiche geben das Vorhandensein von Blei an, das für die Röntgenstrahlen undurchlässig ist. Die Bezugszeichen 26 und 28 bezeichnen Mikrophotographien mit einer Vergrößerung von 100, wobei 26 die obere Fläche des Streifens und 28 eine Ebene zeigt, die um ein Drittel von der Unterfläche des Streifens entfernt ist. Der Grund für die Auswahl dieser zuletzt genannten Stelle liegt darin, daß es bei der Herstellung von Einsatzlagern üblich

Unterteil 16 und ein ebenes, horizontal liegendes 40 ist, etwa ein Drittel der Dicke der Lagerfläche ab

Oberteil 18 auf sowie gerade, senkrecht angeordnete· Seitenteile, die nicht dargestellt sind. Im allgemeinen werden die Wandungen der Form aus Graphit hergestellt. Das Oberteil 18 und das Unterteil 16 sind zunehmen, um das Lager richtig zu bemessen. Aus diesem Grunde liegt ein besonderes Interesse vor, die Bleiverteilung an der genannten Stelle zu untersuchen. Der Bleigehalt im oberen Teil des Gußteils liegt in der

mit Kupferplatten 20 und 22 hinterlegt, die mit nicht 45 Größenordnung von 1,5 bis 2% Blei und ist für ein

Aufwalzen auf eine Stahlunterlage zulässig.

Aus dem vorstehenden Beispiel geht hervor, daß der Gradient des Bleigehalts beim Gießen mit Schwerkraft durch Einstellen der Temperatur und des

dargestellten Kanälen für Kühlwasser versehen sind.
Die Form war 228 mm lang, wobei die Austrittsgeschwindigkeit des gegossenen Streifens 66 cm/min
betrug. Das Kühlwasser durchströmte die Kupferplatte 22 mit einem Durchsatz von etwa 10,8 l/min. 5° Durchflusses des Wassers durch die Kühlkanäle der Die Eintrittstemperatur des Wassers betrug 26° C, Form sowie durch die Geschwindigkeit gesteuert während die AustrittstemperatuF 49°C betrug. Durch wird, mit der der erstarrte Streifen aus der Form die untere Kupferplatte 20 wurden 12,6 l/min Wasser herausgezogen wird. Diese Bedingungen müssen exgepumpt, das mit 26° C ein- und mit 46° C austrat. perimentell für jeden besonderen Fall in Uber-Die Dicke· des aus Graphit bestehenden Unter- bzw. 55 einstimmung mit den obengenannten, allgemeinen Oberteils der Form 16, 18 betrug 7,62 mm; ' Anweisungen festgelegt werden.

Aus dem gegossenen Streifen wurden für eine Analyse an verschiedenen Stellen über den Querschnitt und an unterschiedlichen Stellen längs des Beispiel Π Mit im wesentlichen dem gleichen Verfahren/ wie

Streifens Proben entnommen. Die Ergebnisse der 60 es oben erläutert wurde, wurde weiterhin ein Streifen

Analyse sind in Tafel! zusammengefaßt. Die Werte sind als Gewichtsprozent der betreffenden Komponente an den bestimmten Stellen angegeben.

Wie die Werte in Tafel 1 erkennen lassen, ändert sich der Bleigehalt von der Oberseite zur Unterseite des Streifens wegen der Schwerkräfte, denen die gemolzene Masse während der Abkühlung ausgesetzt war, beträchtlich. An der Oberseite des Streifens liegt mit 19 mm Dicke, 105 mm Breite und 3,05 m Länge gegossen. Dazu wurde eine Schmelze von 20,4 kg Gewicht benutzt, deren Zusammensetzung in Gewichtsprozent durch 4,0% Silizium, 0,45% Zinn, 2,5% Blei, 1,0% Cadmium und dem Rest Aluminium gegeben ist. Die Schmelze wurde bei einer Temperatur von etwa 815°· C gegossen. Wiederum wurden zur chemischen Analyse an verschiedenen Stellen längs

des Streifens und in bestimmten Höhenlagen des Querschnitts Proben entnommen. Die Ergebnisse der chemischen Analyse sind in Tafel 2 zusammengefaßt, in der wieder Gewichtsprozente angegeben sind. Bei diesem Beispiel war die Form 14 wieder 228 mm lang. Die aus Graphit bestehenden oberen und unteren Platten 16 und 18 waren je 12,7 mm dick. Durch die obere Kupferplatte 22 wurden etwa 9,85 l/min Kühlwasser mit einer Temperatur von etwa 26,6⁰C gepumpt, das mit 54,5° C wieder austrat, ίο Durch die untere Kupferplatte 20 wurden etwa 12 l/min Kühlwasser mit einer Eintrittstemperatur von 26,6° C und einer Austrittstemperatur von 49° C gepumpt.

In F i g. 4 bezeichnet 30 eine Röntgenaufnahme eines Querschnitts des gegossenen Streifens, in der die dunklen Flächen die relative Konzentration des Bleis bezeichnen. 32 und 34 sind Mikrophotographien mit einer lOOfachen Vergrößerung. Die Photographie 32 ist eine Aufnahme der Oberfläche des Streifens, während 34 die Photographie einer Probe ist, die an einer Stelle entnommen wurde, die von der Unterfläche ein Drittel des Querschnitts nach oben liegt. Aus den beiden Figuren ist bei 28 und 34 zu erkennen, daß das Blei in der Form von feinen, einzelnen, im wesentlichen kugeligen Teilchen vorliegt. Der Durchmesser der Teilchen liegt in der Größenordnung von 0,025 mm.

Mit Hilfe der in den obigen beiden Beispielen beschriebenen Formen sind Streifen von Blei-Aluminium-Legierungen gegossen worden, die eine Dicke von 6,35 bis 19,05 mm besitzen. Selbstverständlich lassen sich auch noch dünnere Streifen herstellen.

Diese Streifen wurden anschließend auf eine Dicke von etwa 1,27 mm ausgewalzt, ohne daß dabei der Gradient des Bleigehalts zerstört wurde. Beim Herstellen von Einsatzlagern wird dann die Streifenseite mit dem geringen Bleigehalt mit einer Stahlunterlage verbunden, worauf dann nach verschiedenen anderen bekannten Verfahrensschritten, die bei der Herstellung von auf Stahlunterlagen aufgewalzten Präzisionslagerschalen bekannt sind, etwa ein Drittel der Dicke des Streifens durch Räumen von der Lagerfläche abgenommen wird, um die richtigen Abmessungen der Lagerschale zu erhalten. Auf diese Weise wird eine sehr gute Lagerfläche erzielt, die keiner Plattierung mehr bedarf, um gegen Fressen widerstandsfähig zu sein.

Es sind also verschiedene Gesichtspunkte wesentlich, wenn ein Gußteil hergestellt werden soll, bei dem das in feinverteilter Form vorliegende Blei in der Konzentration in einer gegebenen Richtung durch das Gußteil zunimmt. Zunächst muß eine Schmelze hergestellt werden, die im wesentlichen homogen ist. Das läßt sich beispielsweise durch Schmelzen in einem Induktionsofen der beschriebenen Art erreichen. Zweitens muß die Abkühlgeschwindigkeit derart gewählt werden, daß eine Kraft — entweder eine Fliehkraft oder die Schwerkraft — genügend Zeit hat, das sich ausscheidende Blei derart durch das geschmolzene und erstarrte Aluminium zu bewegen, daß der gewünschte Gradient im Bleigehalt erhalten wird. Gleichzeitig muß das Abkühlen aber so schnell erfolgen, daß das Blei in feinverteilter Form vorliegt und sich nicht zu größeren Teilen formt, die das Gußteil schwächen.

Tafel 1
Analyse eines Gußstreifens mit 9,5 mm Dicke

Komponente

Gesamtkonzentration
(Gewichtsprozent)

Abstand von der

Streifenoberfläche

(mm)

Abstand vom Streifenende in Zentimetern

183

366

549

Silizium
Zinn ...
Blei

Cadmium

Mangan ..,
Aluminium

3,8%

0,45%

6,00%

1,10%

0,25%
Rest

3,17
3,17
1,58
3,17
6,34
7,92
1,58
3,17
6,34
7,92
3,17

3,73%
0,47%
3,10%
4,19%
6,08%
6,18%
1,05%
1,08%
1,16%
1,18%
0,25%

3,76%
0,43%
1,82%
2,80%
6,94%
7,52%
1,03%
1,01%
1,18%
1,20%
0,25%

3,91%
0,45%
1,67%
2,13%
6,28%
8,64%
0,98%
1,00%
1,13%
1,21%
0,25%

3,98%
0,46%
1,99%
2,23%
7,47%
10,67%
1,07%
1,02%
1,19%
1,28%
0,26%

Tafel 2
Analyse eines Gußstreifens mit 19,05 mm Dicke

Komponente	Gesamt konzentration (Gewichtsprozent)	Abstand von der Streifenoberfläche (mm)	Abstand von 30,5	ι Streifenende in; 152,5	Zentimetern 305,0
Silizium	4,0% 0,45%	12,68 1,58 6,34	4,04% ■ 0,48% 0,45%	4,04% 0,33% 0,38%	4,27% 0,37% -0,31%
Zinn

009539/151

ίο

	Fortsetzung	Gesamt konzentration (Gewichtsprozent)	Abstand von der Streifenoberfiäche (mm)	Abstand vor 30,5	η Streifenende in 152,5	Zentimetern 305,0
Komponente	2,5% 1,10% Rest	12,68 17,48 l;58 6,34 12,68 17,48 1,58 6,34 . . 12,68 17,48	0,46% 0,46% 2,12% 2,29% : 2,52% 2,43% 1,12% 1,15% 1,17% 1,14%	0,47% 0,41% 1,52% 1,86% 2,65% 2,38% 1,13% 1,12% 1,14% 1,17%	0,34% 0,50% 1,62% 1,69% 2,58% 2,19% 1,09% 1,08% 1,10% 1,12%
Zinn
Blei ·.:
Cadmium
Aluminium

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Gießen eines zur Herstellung von Lagerauskleidungen bestimmten Streifens aus einer bleihaltigen Legierung auf Aluminiumbasis, bei dem ein größerer Aluminiumanteil und ein kleinerer Bleianteil zusammen mit weiteren üblichen Legierungsbestandteilen geschmolzen und die heterogene Schmelze intensiv durchmischt unter Bedingungen vergossen wird, bei denen sich das Blei im Bereich der einen Oberfläche des gegossenen Streifens anreichert, dadurch gekennzeichnet, daß die durchmischte Schmelze kontinuierlich in horizontaler Richtung durch eine festliegende, mit Kühlmitteln versehene Form geleitet wird und daß die Kühlbedingungen derart gewählt werden, daß sich im geschmolzenen Aluminium kleine Tröpfchen geschmolzenen Bleis ausbilden, die bis zu einer die Bewegung der Tröpfchen verhindernden Verfestigung der aluminiumreichen Phase nach unten wandern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen